柔性電子產(chǎn)品由于其輕便、可攜帶以及可折疊的性能引起廣泛關(guān)注。近幾年，柔性電源設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展勢頭迅猛，越來越受到人們關(guān)注。柔性儲能設(shè)備被廣泛用于超級電容器、可充電電池以及太陽能電池。

柔性燃料電池一般情況下使用粘結(jié)劑將高活性催化劑負(fù)載至柔性載體，但是粘結(jié)劑導(dǎo)電性差，將導(dǎo)致電解液和催化活性位點(diǎn)的接觸面積減少而降低催化劑的催化性能。研究者嘗試將高活性催化劑無需使用粘結(jié)劑負(fù)載至柔性載體且以制備柔性燃料電池，然而迄今為止鮮有報(bào)道。

此外由于較高比表面積、良好導(dǎo)電性、優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度以及柔韌性等特點(diǎn)，石墨烯膜作為一種柔性且導(dǎo)電載體材料可用于可攜帶柔性電子器件的電極材料。但是制備具有較高比表面積和優(yōu)異導(dǎo)電性的石墨烯柔性自支撐膜的方法繁瑣、成本較高從而局限其實(shí)際應(yīng)用。

為此，侯士峰教授團(tuán)隊(duì)以聚苯乙烯微球作為模板制備3D多孔自支撐柔性膜材料(e-RGO-SWCNT)作為載體負(fù)載催化劑和集流體，研究醇類燃料電池電催化性能。研究表明，3D多孔自支撐柔性膜材料(e-RGO-SWCNT)在不同狀態(tài)(伸展、折疊和扭曲狀態(tài))下的電催化性能幾乎不變。

其中，采用聚苯乙烯微球 (PS) 作為模板，制備出高比表面積、高導(dǎo)電性的 3D 多孔石墨烯（RGO）/單壁碳納米管（SWCNTs）自支撐柔性膜材料 (e-RGO-SWCNT)。PS 用于形成規(guī)則多孔石墨烯(e-RGO)，SWCNTs 貫通 e-RGO 形成柔性導(dǎo)電膜。自支撐柔性膜材料 (e-RGO-SWCNT)可負(fù)載 Pt 納米粒子，形成 Pt/e-RGO-SWCNT。相對于同類催化劑，表現(xiàn)出更高的電催化活性和甲醇氧化耐久性。

為了研究催化劑的實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了 Pt/e-RGO-SWCNT(0.6) 處于不同彎曲狀態(tài)（如折疊，螺旋）的催化能力。當(dāng)膜材料經(jīng)過折疊和螺旋后，相對于未彎曲狀態(tài)的膜，彎曲狀態(tài)下的膜電催化氧化甲醇活性僅略有降低。該結(jié)果表明 Pt/e-RGO-SWCNT(0.6) 膜可以作為一種柔性可折疊電極材料，在可穿戴設(shè)備中具有應(yīng)用潛力。

自支撐柔性膜材料(e-RGO-SWCNT)作為載體負(fù)載 Pt 納米粒子用于甲醇催化性能表現(xiàn)出較高的電化學(xué)活性面積。Pt/e-RGO-SWCNT自支撐膜膜材料可作為一種性能優(yōu)異的柔性電極材料，其催化性能不受膜材料折疊的影響，由于不需要外加電極或集流體，這為其在柔性燃料電池應(yīng)用提供了可能。

該工作得到了國家自然科學(xué)基金（21475076）和山東大學(xué)分析測試中心的支持。

侯士峰教授團(tuán)隊(duì)研究領(lǐng)域集中于碳納米材料、金屬納米材料、表面修飾、電分析化學(xué)、傳感器領(lǐng)域基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)，目前主要從事能源、環(huán)境、化學(xué)傳感器，智能穿戴、裝備與制造領(lǐng)域的納米材料研究在相關(guān)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域處于國內(nèi)外領(lǐng)先水平。